大豆秸秆对西门塔尔母牛产后失重、养分表观消化率及血清生化指标的影响

邹松岩 李 妍 孙晓玉 李建国 沈宜钊 高艳霞 李秋凤* 曹玉凤* 王美美

(1.河北农业大学动物科技学院，保定 071001；2.河北农业大学动物医学院，保定 071001；3.黑龙江省农垦科学院畜牧兽医研究所，哈尔滨 150038)

繁殖母牛是肉牛产业发展的基础，近年来随着我国肉牛业的快速发展，肉牛饲养规模不断扩大，粗饲料短缺的问题日益凸显。我国是一个农业大国，秸秆资源丰富。据统计，2017年我国农作物秸秆产量为8.05亿t，秸秆可收集资源量为6.74亿t[1]，大豆秸秆占秸秆总量的2.52%。大豆秸秆含有纤维素、半纤维素及戊聚糖等可被牛、羊消化利用的营养成分，可提高饲粮营养价值、饲料报酬和经济效益[2-3]。孙忠银等[4]研究表明，将豆秸揉丝后可以提高适口性，利于咀嚼消化，茎秆里的养分能被充分吸收，提高奶牛产奶量。孙国强等[5]研究发现，用大豆秸秆菌糠替代50%的粗饲料可以提高鲁西牛的生产性能。但多数肉母牛养殖企业仍以能量含量较高的青贮玉米作为饲喂母牛唯一粗饲料，因能量摄入过多而引起消化、代谢、生殖等功能失调，直接或者间接影响母牛健康和繁殖性能。因此，妊娠母牛营养平衡精粗料搭配合理的饲粮极其重要。合理开发和利用秸秆资源对我国肉牛业的发展也具有重要的意义[6]。本试验研究饲喂大豆秸秆对西门塔尔母牛产后失重、养分表观消化率及相关血清生化指标的影响，为科学设计西门塔尔母牛饲粮提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验主要以羊草、干玉米秸秆、玉米秸秆青贮、揉碎大豆秸秆作为粗饲料来源。

1.2 试验时间与地点

试验时间从2014年12月至2015年10月底，试验地点在哈尔滨综合试验站示范牛场。

1.3 试验动物

按照胎次、体重、配种日期和品种基本相同原则，选择生长发育良好、健康无疾病的西门塔尔杂交妊娠4～6月母牛36头，随机分成3组，每组12头。

1.4 试验设计及饲粮

试验采用单因素完全随机区组设计，随机分成3组，分别为Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组。各组精饲料配方和给量为同等水平,每头每天饲喂2 kg。各组粗饲料饲喂方案见表1，饲料成分常规营养价值见表2。饲粮组成及营养水平见表3。

表1 试验粗饲料饲喂方案Table 1 Test roughage feeding program

表2 饲料成分常规营养价值(干物质基础)Table 2 Conventional nutritional value of feed ingredients (DM basis) %

表3 饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 3 Composition and nutrient levels of diets (DM basis) %

续表3项目 Items产前 PrenatalⅠ组Group ⅠⅡ组Group ⅡⅢ组Group Ⅲ产后 PostpartumⅠ组Group ⅠⅡ组Group ⅡⅢ组Group Ⅲ小苏打 NaHCO30.080.080.080.080.080.08预混料 Premix1)0.600.600.600.600.600.60羊草 Leymus chinensis7.547.547.547.54 7.547.54玉米秸秆 Corn straw7.543.777.543.77玉米秸秆青贮 Corn straw silage69.9169.9169.9169.9169.9169.91大豆秸秆 Soybean straw3.777.543.777.54合计 Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00营养水平 Nutrient levels2)综合净能 NEmf/(MJ/kg)4.794.754.724.794.754.72干物质 Dry matter 91.1891.1391.0890.9290.8790.82粗蛋白质 Crude protein9.579.549.519.028.998.96粗脂肪 Ether extract3.403.393.373.423.413.40中性洗涤纤维 Neutral detergent fiber46.2046.2146.2245.0845.0945.09酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber25.9026.5327.1625.8526.4727.10钙 Calcium0.670.680.690.660.670.68磷 Phosphorus0.320.320.290.300.290.28

1.5 饲养管理

试验预试期10 d，正试期11个月。试验牛每天04:00和16:00各饲喂1次，采食后自由饮水。每天清扫粪尿各1次，保持圈舍清洁干燥，经常清扫水槽。

1.6 样品采集与处理

1.6.1 饲粮采集与处理

每个试验期结束前连续3 d采集饲粮样品，用于测定饲粮中各种养分含量。精饲料常温保存，青贮料65 ℃烘干48 h，回潮24 h待测。样品全部粉碎过40目筛后，再测定其养分含量。计算干物质采食量(DMI)。

1.6.2 粪便采集与处理

每组选择3头牛产前5～7 d和产后1～2 d 2个阶段分别采集粪样，每阶段连续采集粪便3 d，早、晚各1次，每次每头牛采集600 g，300 g不做处理，余下300 g加上10%浓硫酸60 mL(用于固氮)，混匀。烘干、粉碎、过筛置于室温保存，备测养分含量(同饲粮样品)。

1.6.3 血样采集与处理

在产前14 d和产后14 d晨饲前每组选3头牛早晨空腹采血。将采集的血液样品水浴30 min(37 ℃)，水浴后用离心机离心(1 240×g,20 min)分离血清，离心完成后用一次性吸管分装到0.5 mL的带盖的小离心管，-20 ℃保存，待测。

1.7 指标测定

1.7.1 饲粮常规成分测定

粗蛋白质(CP)含量参照GB/T 6432—1994[7]采用凯氏定氮法，使用半自动凯氏定氮仪(Kjeltec 8400，丹麦FOSS公司)测定；中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量分别参照GB/T 20806—2006[8]和NY/T 1459—2007[9]采用范氏法，使用全自动纤维仪(ANKOM A200i，美国ANKOM科技公司)测定；钙(Ca)含量参照GB/T 6436—2002[10]采用高锰酸钾滴定法(仲裁法)测定；磷(P)含量参照GB/T 6437—2002[11]采用钼黄比色法测定；干物质(DM)含量参照GB/T 6435—2014[12]测定；粗脂肪(EE)含量参照GB/T 6433—2006[13]采用索氏抽提法测定。

1.7.2 西门塔尔牛产前重、产后重测定

试验期间对母牛进行3次称重，分别在试验开始、产前15 d和产后15 d称重。

1.7.3 饲粮养分表观消化率测定

DM、CP、EE、NDF、ADF、Ca和P表观消化率采用张丽英[14]的内源指示剂酸不溶灰分法(2 mol/L盐酸不溶灰分)测定。

1.7.4 血清生化指标测定

血清葡萄糖(GLU)、尿素氮(UN)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TCHO)、总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量及碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)活性采用半自动生化分析仪(型号：XS-2008)测定分析；血清β-羟丁酸(βOHB)、三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、生长激素(GH)和胰岛素(Ins)含量使用北京普朗新技术有限公司的酶标仪(型号：DNM-9602)进行测定。测定所需的试剂盒由中生北控生物科技有限公司提供。

1.8 数据处理

数据处理采用Excel 2016整理。应用SPSS 17.0统计分析软件的ANOVA程序对数据进行方差分析，并采用LSD法进行多重比较，试验结果以平均值±均值标准误表示。P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 大豆秸秆对西门塔尔母牛干物质采食量和产前重、产后重变化的影响

由表4可知，3组间试验牛产前重、产后重均无显著差异(P>0.05)；3组间试验牛产后干物质采食量差异极显著(P<0.01),Ⅱ、Ⅲ组极显著低于试验Ⅰ组(P<0.01)；试验牛产后失重各组间无显著差异(P>0.05)。

表4 大豆秸秆对西门塔尔母牛干物质采食量和产前重、产后重的影响Table 4 Effects of soybean straw on dry matter intake and prenatal and postpartum body weight of Simmental cows

2.2 大豆秸秆对西门塔尔母牛养分表观消化率的影响

由表5可知，在产前，Ⅰ组DM、NDF表观消化率最高，并与Ⅱ组有显著差异(P<0.05)；Ⅰ组EE表观消化率最高，但与Ⅱ组、Ⅲ组差异不显著(P=0.053)；大豆秸秆对西门塔尔母牛产后DM、CP、EE、NDF、ADF、Ca、P表观消化率无显著影响(P>0.05)。

表5 大豆秸秆对西门塔尔母牛养分表观消化率的影响Table 5 Effects of soybean straw on nutrient apparent digestibility of Simmental cows %

2.3 大豆秸秆对大豆秸秆对西门塔尔母牛血清生化指标的影响

由表6可知，Ⅰ组血清中UN、ALB、TG含量与Ⅲ组差异显著(P<0.05)；Ⅰ组产前血清TCHO含量最高，与Ⅱ组差异显著(P<0.05)，与Ⅲ组差异性极显著(P<0.01)；Ⅰ组产前血清ALP活性最高，与Ⅱ组、Ⅲ组差异性极显著(P<0.01)；Ⅰ组产前血清ALT活性最高，并与Ⅲ组差异显著(P<0.05)；Ⅰ组产前血清βOHB含量最低，与Ⅱ组、Ⅲ组差异极显著(P<0.01)；Ⅰ组产前血清T3含量最高，与Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)。各组间产前血清中GLU、TP、T4、GH、Ins含量差异不显著(P>0.05)。Ⅰ组血清GLU含量最高，与Ⅲ组差异显著(P<0.05)；Ⅰ组产后血清ALP、ALT活性最高，与Ⅲ组差异显著(P<0.05)；产后血清中βOHB、T3、T4、Ins含量各组间差异性极显著(P<0.01)，各组间产后血清中UN、ALB、TP、TG、TCHO和CH含量无显著差异(P>0.05)。

表6 大豆秸秆对西门塔尔母牛血清生化指标的影响Table 6 Effects of soybean straw on serum biochemical indexes of Simmental cows

3 讨 论

3.1 大豆秸秆对西门塔尔母牛产后失重的影响

母牛的体重是反映能量负平衡状态的一个重要指标。Wilkinson等[15]研究认为产前营养水平过高，产后能量短缺严重，造成母牛产后失重加剧。农作物副产品如秸秆类饲料饲喂非泌乳妊娠期的肉用母牛时，需要注意适宜的添加量来保证满足妊娠期养分需要量，以降低对产前、产后母牛体重损失的影响[16]。本试验中，产后单独饲喂玉米秸秆母牛失重最高，而饲喂大豆秸秆组母牛失重率较低，主要原因可能是由于玉米秸杆含有蜡质、硅质和木质素等不易消化吸收的成分,限制了营养成分的有效吸收，尽管大豆秸秆的营养水平低于玉米秸秆，但大豆秸秆替代玉米秸秆的比例较为适宜，因此可降低母体失重。这与夏科等[17]研究结果相一致，虽未达到统计学显著水平，但本试验中秸秆总的饲喂量的比例较为适宜，因此对西门塔尔牛产前、产后重损失变化影响不大。

3.2 大豆秸秆对西门塔尔母牛养分表观消化率的影响

消化率是反映动物对养分摄取的多少和动物生长性能的重要指标。粗饲料组合影响反刍动物的干物质采食量及营养物质的消化率[18]，如玉米秸秆与羊草搭配使用可产生正组合效应，提高养分消化率，优化能量和氮的利用。饲料间相互组合后不等于各种饲料的养分消化率的加权值。谭支良等[18]对饲料组合效应进行分类，若饲料间整体互作使饲粮内某种养分利用率或采食量高于各种饲料的加权值或对照值，称为正组合效应；反之，则为负组合效应。当饲养水平适宜时，干物质采食量的增加，食糜在消化道中的停留时间变短，养分表观消化率会有所下降[19]。本试验研究表明，Ⅰ组DM、CP、EE表观消化率最高，其次为Ⅲ组，最后为Ⅱ组，大豆秸秆和玉米秸秆组合后，产生了负组合效应，降低了饲粮养分消化率。另一原因是大豆秸秆替代玉米秸秆后，降低了饲粮的营养水平，从而降低了养分消化率。这与李秋凤等[20]研究报道结果相一致，随着饲粮营养水平的提高，CP、EE表观消化率逐渐提高，但过高的营养水平会抑制养分的消化。大豆秸秆CP、粗纤维含量以及木质化程度高于玉米秸杆，不仅影响粗纤维的消化利用,且对整个饲粮的消化利用都有抑制作用。因此,大豆秸秆不是越多越好,而是要适量,不能只看到CP含量高这一优点,而忽视粗纤维(尤其是木质素)含量高这一缺点。孙国强等[21]研究指出，大豆秸秆菌糠替代干玉米秸秆50%时最佳，因大豆秸秆中含有较高的木质素，对粗纤维乃至整个饲粮的消化利用都有抑制作用[22]。包布和等[23]研究报道，随着大豆秸秆的添加量增加，粗饲料采食量、NDF及氮的消化率均降低。若对大豆秸秆进行如粉碎、揉碎、氨化、微化等处理，可能会提高其饲喂效果。另外，不同保存时间、不同保存方法及不同干燥方法都会导致大豆秸秆的养分含量发生变化[24]，进而影响各养分的消化率。

3.3 大豆秸秆对西门塔尔母牛血清生化指标的影响

血液中的GLU含量是反映机体能量平衡状况的主要指标，反刍动物代谢所需GLU主要来源于糖异生，来满足机体的需要，直接由肠道吸收的GLU很少[25]。本试验研究表明,Ⅰ组血清GLU含量显著高于Ⅲ组，这与李晓蒙等[26]的研究结果一致，表明提高饲粮营养水平对养分的吸收和利用有促进作用。Ⅰ组血清GLU含量较高可能是由于玉米秸秆含有较高水平的CP，随着CP水平升高,机体将多余的蛋白质分解为氨基酸，最后由氨基酸转化为GLU，机体血清GLU含量升高。ALP的活性高低可以反映动物的生长速度和生长性能，其活性的高低与动物的日增重有很强的正相关性[27]。本试验研究表明，产前血清ALP活性3组间差异显著且呈下降趋势，产后血清ALP活性也急剧下降说明随着大豆秸秆替代玉米秸秆的比例降低，营养水平逐渐升高，ALP活性也逐渐升高，与本试验牛的生长性能高低相一致。ALT活性的变化作为检验心脏、肝脏功能的指标之一，本试验中血清ALT活性下降，但处于正常血液指标范围之内，氨基酸代谢及肝脏功能处于正常状态，说明不同比例大豆秸秆替代玉米秸秆对西门塔尔母牛氨基酸代谢及肝脏代谢影响不大。甲状腺是动物体内重要的内分泌器官，分泌的T3和T4对物质代谢和能量代谢、生长发育、神经系统、心血管系统和皮肤等都有重要作用[28]。血清T3和T4含量的变化提示甲状腺功能存在异常，本试验中产后母牛血清中T3、T4含量Ⅰ组最高，其次为Ⅱ组和Ⅲ组，提示大豆秸秆可能会对甲状腺功能起抑制作用。这与李春芳等[29]的研究结果一致的，血清T3、T4含量随着饲粮能量和蛋白质水平的升高而升高，高能高蛋白质水平能促进牛的生长和能量代谢。血液中βOHB可维持动物生长需要，本试验表明，Ⅱ组、Ⅲ组血清βOHB含量较Ⅰ组高，说明对大豆秸秆进行如粉碎、揉碎、氨化、微化等处理，提高了其饲喂效果，饲喂揉碎大豆秸秆使得牛采食量增加，从饲粮中获得足够的能量维持生长需要。Ins是一种合成性激素，具有降低血清GLU含量及促进GLU氧化、肌糖原合成脂肪及蛋白质合成的作用[30]。Ins含量的变化趋势与血清GLU含量变化相一致，血清GLU是刺激胰岛素分泌的生理性物质，血清GLU含量越高，胰岛素含量也就越高，反之，则越低[31]。本试验中产后Ⅰ组血清Ins含量最高，其次为Ⅱ组和Ⅲ组。这与李义书等[32]研究报道的胰岛素含量随饲粮营养水平提高而升高的结果一致的。GH为脑垂体前叶分泌的肽类激素，能促进动物机体的生长，在动物生长发育中起关键性作用。动物血清中GH含量受饲粮营养水平的影响[33]。本试验中产后血清GH含量Ⅰ组上升最快，其次为Ⅱ组和Ⅲ组。其原因是玉米秸秆有较高的能量和蛋白质水平，有利于提高牛的生长速度，这与王晓玲等[34]的研究结果一致的，随着饲粮能量和蛋白质水平的升高，血清GH含量也逐渐升高。Sarkar等[35]研究发现，血清GH含量与牦牛的日增重呈正相关，与本试验研究结果一致的，表明玉米秸秆作为西门塔尔牛的粗饲料，更能促进机体分泌GH，促进其生长。

4 结 论

本试验条件下，大豆秸秆替代50%玉米秸秆对西门塔尔母牛产后失重、饲粮DM、CP、EE、NDF、ADF、Ca、P表观消化率没有显著影响；当大豆秸秆替代100%玉米秸秆时，西门塔尔母牛的饲养成本降低，但血清中TG、GH、CHO、ALP、GLU、TP、T3、T4含量及ALB、ALT活性下降。综合各项指标，建议大豆秸秆替代玉米秸秆的比例为50%。